Geração e controle coerente de pentes de frequência pulsada Quantum

Resumo

Um protocolo é apresentado para a geração prática e coerente manipulação de Estados de fóton de frequência alta dimensão-bin enredada usando integradas microcavidades e componentes de telecomunicações padrão, respectivamente.

Resumo

Nós apresentamos um método para a geração e a manipulação coerente de pentes de frequência quântica pulsado. Até agora, métodos de preparação de alta dimensão Estados em-microplaqueta de forma prática permaneceu indescritíveis devido à complexidade crescente do circuito quântica necessário para preparar e processar esses Estados. Aqui, nós esboçamos como alta dimensão, frequência-bin enredada, dois fotões Estados podem ser gerados a um ritmo estável, alta geração usando uma excitação aninhados-cavidade, ativamente modo bloqueado de uma microcavidade não-linear. Essa técnica é usada para produzir pentes de frequência quântica pulsado. Além disso, apresentamos como os estados quânticos pode ser coerentemente manipulado usando componentes padrão de telecomunicações como filtros programáveis e moduladores eletro-óptica. Em especial, mostramos em detalhes como realizar medições de caracterização do estado como reconstrução de matriz de densidade, detecção de coincidência e determinação do espectro de fóton único. Os métodos apresentados formam uma base acessível, reconfigurável e escalável para protocolos de preparação e manipulação de estado elevado-dimensionais complexas no domínio da frequência.

Introdução

O controle de fenômenos quânticos abre a possibilidade de novas aplicações em campos tão diversos como seguro quântica comunicações¹, informação quântica poderoso processamento²e quântica sensoriamento³. Enquanto uma variedade de plataformas físicas ativamente estão sendo pesquisados para as realizações de quântica tecnologias⁴, óticos estados quânticos são candidatos importantes, como eles podem apresentar vezes longo coerência e estabilidade do ruído externo, excelente Propriedades de transmissão, bem como compatibilidade com existente das telecomunicações e tecnologias d....

Protocolo

1. a geração da frequência alta dimensão-bin enredada Estados via excitação pulsada

1. Seguindo o esquema descrito na Figura 2 (estágio de geração), conecte cada componente usando polarização-mantendo as fibras ópticas (para melhor estabilidade ambiental).
2. Conectar uma fonte de alimentação para o modulador de amplitude de electro-óptica e aplicar um DC offset de tensão, ajuste o valor de deslocamento até a potência óptica transmitida através dele é aproximadamente metade (medido usando um medidor de potência óptica), por exemplo., de tal forma que um pico valor de transmissão de 2 mW é reduzida para metade de 1 m....

Resultados

O esquema descrito para a geração e o controle dos Estados de frequência alta dimensão-bin (baseado na excitação de microcavidades não-lineares, Figura 1) é mostrado na Figura 2. Esta configuração usa componentes de telecomunicações padrão e é altamente flexível, a taxa de produção de fótons e as operações de processamento aplicadas. A Figura 3 mostra a caracterização do regime de geração através da .......

Discussão

O domínio de frequência óptico, através de QFCs, é vantajoso em aplicações quântico para uma série de razões. As operações são globais, atuando em todos os Estados simultaneamente, que resulta em um projeto que não se adapta em tamanho ou complexidade como os aumentos de dimensionalidade do estado. Isto é realçado como os componentes podem ser reconfigurada on-the-fly sem alterar a configuração e são capazes de ser integrado no chip explorando existentes e/ou desenvolvimento de infra-estruturas de telecomunicações e de s.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Sistema de Detector de Fóton Único Supercondutor Nanowire	Quantum Opus	Opus One
Modulador de fase eletro-óptico	EO-Space	Modelo
Filtro programável	Finisar	WaveShaper 4000s
Timing electronics	PicoQuant	HydraHarp 400
Micro-ring resonator			200 GHz FSR micro-ring resonator feito de vidro de alto índice de refração. Consulte Ref. 24 para obter detalhes da plataforma.
Amplificador de fibra dopada com érbio	Keopsys	PEFA-SP-C-PM-27-B202-FA-FA
Modulador de amplitude eletro-óptico	Oclaro	SD40
RF	Rohde & Amplificador de tom RF Schwarz	SMP 04
	RF-Lambda	Gerador de RFLUPA27G34GA
funções	Isolador Tetronix	AFG 3251
Osciloscópio	Photonics	NISO-S-15-SS-FC/APF
Tetronix
Fotodiodo	Finisar	XPDV 50 GHz
DWDM	OptiWorks	DWFUQUMD08BN
Fonte de alimentação	Madell	CA18303D

de baixa perdaFonte de tom General TDS5052B